The role of genetics in shellfish restoration

Le rôle de la génétique dans la restauration des populations de mollusques.

College of Marine Studies, University of Delaware, Lewes, DE 19958, USA

Corresponding author: pgaffney@udel.edu

Received: 20 October 2005

Abstract

Restoration of shellfish populations is becoming an increasingly common practice worldwide, as natural fisheries succumb to pressures of overharvesting, habitat loss or degradation, and challenges from invasive competitors and pathogens. Primary genetic concerns relevant to shellfish restoration projects are reviewed, using the cupped oysters Crassostrea gigas and Crassostrea virginica as case studies. Molecular genetic tools can be used to delineate the geographic distribution of germ plasm diversity at the species and intraspecific levels, enabling more informed selection of genetic material for hatchery breeding and production. Maintenance of genetic variability and prevention of excessive inbreeding in hatchery stocks may be facilitated by the use of genetic markers for regular pedigree monitoring. The effect of hatchery supplementation on the effective population size of a recipient wild population (Ryman-Laikre effect) is reviewed in light of the population biology of bivalve molluscs, and appears to be minimal. Deployment of selected enhancement stocks may be a valuable tool for improvement of degraded wild populations, reversing the negative effects of generations of selective harvesting. Molecular genetic tools can be used effectively to monitor restoration programs, when the discriminatory power of the marker(s) is high and high-throughput scoring methods currently available are used.

Résumé

Le repeuplement est une pratique de plus en plus courante chez les mollusques dont les populations souffrent de surexploitation, de perte ou dégradation d'habitat, ou des effets néfastes d'espèces envahissantes ou de pathogènes. Les aspects fondamentaux de la génétique de la restauration des populations de coquillages sont ici passés en revue, se basant sur les huîtres creuses, Crassostrea gigas et Crassostrea virginica, comme cas d'étude. Les outils de la génétique moléculaire peuvent être utilisés pour étudier la répartition géographique de la diversité des ressources génétiques aux niveaux inter- et intra-spécifiques, permettant davantage de sélection pour les productions aquacoles issues d'écloseries. La conservation de la variabilité génétique et la protection contre la consanguinité excessive, dans les stocks issus d'écloseries, peuvent être facilitées par l'utilisation de marqueurs génétiques dans le suivi régulier des générations. L'impact des écloseries sur la taille efficace des populations sauvages (effet Ryman-Laikre) est montré à la lumière de la biologie des populations de mollusques bivalves, et semble être minime. La mise en culture de souches sélectionnées peut conduire à l'amélioration de populations sauvages dégradées, en inversant les effets négatifs de l'exploitation sélective au fil des générations. Les outils de la génétique moléculaire peuvent être utilisés pour un suivi efficace de programmes de restauration, lorsque le pouvoir discriminant de marqueur(s) est élevé et que des méthodes de discrimination à haut-débit, aujourd'hui disponibles, sont utilisées.